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1、+.示通J矛，诊、声.下 储藏专业 大米陈化过程中的组织学变化研究 钱海峰姚惠源 ( 无锡轻工大学食品学院，无锡2 1 4 0 3 6 摘 要 运用组织切片的方法， 对大米陈化过程中 产生的胚乳细胞变化进行了 观察及分析， 指出了大 米陈化过程中的组织学变化是导致大米食用品质下降的直接原因，运用酶处理是改变陈米组织结构， 提高来饭食用品质的直接和有效的途径。 关健词 大米; 组织学; 胚乳;陈 化 0 前言 大米作为一个由多个细胞组成的整体， 在陈化过程中，本身含有的物质在量的变化上较小，而这 些微小的量的变化却会引起了米粒内部结构的变化，结构变化不仅仅是该物质分子结构上的改变，也 有一部分是
2、变化中产生的各物质间相互连结造成的米粒内部结构变化，最终导致了米粒蒸煮品质或食 用品质的变化。 从组织学结构的观点分析，构成大米组织的细胞大多是薄壁细胞，胞壁为很薄的初生壁，外形是 等经多面体，构成大米组织的细胞是一种储藏细胞，在其内部积累了 淀粉、蛋白质、脂肪等多种成分。 在稻谷收获以后存放的初期被称为后熟阶段，这时由于水分的减少，一方面还在进行细胞的分化，另 外一方面， 细胞间质和胞间通道会发生一定程度的收缩， 最终形成米粒坚硬的结构特点，存放时间越 长， 结构也会越硬， 是导致其加工品质变化的主要原因。 新米蒸煮以后的粘性大于陈米是因为新米胚乳细胞壁的脆性较大，在蒸煮时容易破裂，也容易形
3、 成粘稠的状态，蒸煮以后，陈米饭粒的外侧和中心部分的淀粉细胞未充分破裂，而新米饭粒的中心部 分的淀粉细胞已经破裂，这种差异影响到了米饭的粘性。 虽然前人在大米陈化过程中细胞结构的变化有一定了解，但到目 前为止，多半都止于理论探讨阶 段， 本文就是在这些理论基础之上，运用组织切片，借助电子显微镜观察的方法，将大米陈化导致的 组织变化直观地表示出来，以 便对大米陈化和陈米食用品质改良 有一个感性的认识。 1 实验材料和仪器 1 . 1实 验材料 不同陈化程度的大米: 新 米( 武 育 梗5 号， 无 锡 本 地 产 ) ;、 一年陈米 ( 武育梗5 号，上一年种植) ; 五年陈米 ( 无锡市第七粮
4、库提供，1 卯2 年人库) 。 1 . 2 主要试荆 丙二醇， 甘油， 甲醛， P B S 缓冲溶液， 饿酸， 环氧丙烷, 8 1 2 环氧树脂， 醋酸双氧铀， 柠檬酸铅， 作者简介: 钱海峰， 男， 1 9 7 3 年9 月4日 出 生， 博士研究生; 无锡市惠河路1 7 0 号。 7 6 中国粮油学会首届学术年会论文选编 醋酸异戊醋，醋酸缓冲溶液等。 1 . 3 实 验仪器 扫描电子显微镜: K Y K Y - 1 0 0 0 B 型，日 本明 石株式会社; 透射电子显微镜: J E O L 1 0 0 0 X Q 型，上海光学仪器厂; 超薄切片机: L K B 一 m 型， 荷兰P h
5、i ll ip s 公司; 光学显微镜:P S 型，上海光学仪器厂; 5 0 0 ，家用微波炉。 2 实验方法 2 . 1 预处理 2 0 g 米 加人5 0 m 1 9 0 % 丙二 醇1 0 % 甘 油的混合 溶液 软化胚 乳组 织 隔1 周以 后换新的 溶掖 经 过 3 周以后进行固定包埋处理。 2 . 2 固定包埋步骤 2 . 2 . 1样品浸人2 . 5 %戊二醛、1 . 0 %甲醛、 0 . I mU L p H 7 . 2 一 7 . 4 P B S 缓冲溶液作初固定，放人 5 0 0 1 5 家用微波炉固定 1 0 s ,然后在冰箱中过夜 ( 4 C ) , 2 . 2 . 2
6、 用0 . 1 m o l / L p H 7 . 2 一 7 . 4 P B S 缓冲溶液换洗3 一 4 次， 每次1 5 m i n a 2 . 2 . 3 用。 . 1 m o l / L p H 7 . 2 一 7 . 4 P B S 缓冲 溶 液加1 % 饿酸后固 定， 同 样在微波 炉固 定I O s ， 然后在 冰箱中过夜 ( 4 9C) . 2 . 2 . 4 用蒸馏水换洗3 一 4 次，每次 1 5 m i n , 2 . 2 . 5 用3 0 %、 5 0 %, 7 0 %, 8 0 %, 9 0 % a 、 9 5 %、1 0 0 %乙醇梯度脱水， 再用无水环氧丙烷置换二
7、 次，每次 1 5 m i n , 2 . 2 . 6 3 0 %, 5 0 %, 1 0 0 % 8 1 2 环氧树脂包埋，每梯度置换过夜。 2 . 2 . 7 6 0 固定 4 8 h , l! 中国粮油学会首届学术年会论文选编 3 . 2 大米胚乳软化的超薄切片的观察结果 从超薄切片的结果来看，陈米与新米在结构上表现出了较大的差异，陈米的果皮至外胚乳层的细 胞结构比较模糊或者说首先受到外部环境的影响，这可能是在淀粉糊化过程中水分不能以最快速度进 人米粒内部的原因。 3 . 3 大朱胚乳超薄切片 透射电子显微镜观察结果 陈化过程中，米粒内部发生了显著的变化，首先，新米保持了良好的胚乳细胞构
8、造，淀粉粒以及 胞间通道都比较完整，淀粉粒的排列是整齐有序的，淀粉储藏细胞的胞间通道也非常明显，而陈米 ( 储藏一年)则有一部分淀粉颗粒变得模糊不清， 估计是由于呼吸作用导致的降解， 另一种现象是陈米 储藏五年)胚乳内部的整体变得模糊， 淀粉粒以及淀粉储藏细胞的胞间通道已经完全没有了原先的边 界， 这应该是胚乳内部全部淀粉颗粒都受到酶促作用的影响导致的，这是陈米蒸煮以后没有新米饭那 种特有的滑润口感的原因 1新米 2一年陈米 3 五年陈米 图3 大米胚乳软化以后的超薄切片透射电子显微镜观察结果 ( 放大 1 9 0 1 ) 倍) 3 . 4 纤维素酶处理后的陈米结构观察 加纤维素酶处理以后的大米胚乳超薄切片的光学显微镜观察结果如图4 所示透射电子显微镜观 察结果如图5 所示。 从纤维素酶处理前后米粒结构变化的显微镜观察结果来看，酶处理效果主要表现在对胚乳外层细 胞的作用，它可以使由于陈化导致的这一层增厚的糊粉层变薄乃至出现局部通道，使水分进人变得更 容易，而从高倍数的内部放大结果来看，酶及水分已可以进人米粒内部，作用于大米胚乳细胞壁。 中国粮油学会首届学术年会论文选编 1一年陈米 ( 酶处理后 ) 2 一 年陈米 ( 酶处理后) 3 五年陈米 4五年陈米 ( 酶处理后) 5 新米 图6 米饭超薄切片的透射电子显微镜观察结果 ( 放大1 9 0 0 倍) 8l
